CN112860272A - 可编程器件及其编程系统、编程方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及芯片技术领域，具体公开了一种可编程器件及其编程系统、编程方法。所述编程系统包括：上位机，包括第一无线通信模块；可编程器件，包括第二无线通信模块，用于与所述第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；外接通信接口，与所述可编程器件连接，用于有线连接上位机。所述编程系统可以使上位机通过无线连接的方式对可编程芯片进行重新编程，进而提高可编程器件编程的灵活性，可编程器件还可以通过无线通信连接和/或外接通信接口的有线通信连接与外部的终端设备进行连接，可以进一步方便可编程器件的使用。
Description
技术领域
本申请涉及芯片技术领域，尤其涉及一种可编程器件、可编程器件的编程系统以及编程方法。
背景技术
现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)允许进行编程，通过编程的方式改进当前的芯片设计来增设全新的芯片功能，由此实现了可编程器件整体构造的简化与性能提升。然而现在的可编程器件编程都是使用USB接口或其他有线接口对芯片进行编程的，在使用该可编程器件的产品生产或已经销售后，需要预留连接口，通过通信线进行连接，再对芯片进行重新编程，此过程会非常繁琐以及也比较困难，甚至难以实现。因此大大限制了可编程器件的灵活性和使用。
发明内容
本申请提供了一种可编程器件的编程方法、芯片以及编程系统，以提高可编程器件编程的灵活性，进而方便可编程器件的使用。
第一方面，本申请提供了一种编程系统，所述编程系统包括：
上位机，包括第一无线通信模块；
可编程器件，包括第二无线通信模块，用于与所述第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；
外接通信接口，与所述可编程器件连接，用于有线连接上位机；
其中，所述可编程器件用于通过所述第二无线通信模块及/或所述外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
第二方面，本申请还提供了一种可编程器件，所述可编程器件包括：第二无线通信模块，用于与上位机的第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；
所述可编程器件还用于通过第二无线通信模块及/或外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
第三方面，本申请还提供了一种编程方法，用于对所述一种可编程器件进行重新编程，所述方法包括：
上位机获取用户编辑的编程信息，所述编程信息用于对可编程器件进行重新编程；
所述上位机通过无线通信将所述编程信息发送至所述可编程器件；
所述可编程器件通过无线通信接收所述编程信息并将所述编程信息保存在存储器中；
查找表单元从所述存储器中获取所述编程信息完成芯片编程；以及
可编程器件在完成编程之后通过第二无线通信模块及/或外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
本申请公开了一种可编程器件及其编程系统、编程方法，所述编程系统包括上位机、可编程器件和外接通信接口。上位机，包括第一无线通信模块；可编程器件，包括第二无线通信模块，用于与所述第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；外接通信接口，与所述可编程器件连接，用于有线连接上位机。所述编程系统可以使上位机通过无线连接的方式对可编程芯片进行重新编程，进而提高可编程器件编程的灵活性，可编程器件还可以通过无线通信连接和/或外接通信接口的有线通信连接与外部的终端设备进行连接，可以进一步方便可编程器件的使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的实施例提供的一种编程系统的结构示意图；
图2是本申请的实施例提供的一种可编程器件的结构示意图；
图3是本申请的实施例提供的另一种可编程器件的结构示意图；
图4是本申请的实施例提供的无线通信芯片与可编程器件合封时电路结构示意图；
图5是本申请的实施例提供的无线通信芯片与可编程器件合封时的结构示意图；
图6为本申请的实施例提供的一种编程方法的示意流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，图1是本申请的实施例提供的一种编程系统的结构示意图，如图1所示，该编程系统具体包括上位机10、可编程器件20和外接通信接口30。
上位机10，包括第一无线通信模块101。
其中，上位机10可以是用于对可编程器件20进行编程的电子设备，示例性地，可以是基站或终端设备，终端设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑和计算机等设备。用户可以通过上位机10根据预设的逻辑算法进行编辑并生成对应的编程信息，上位机10将编程信息通过第一无线通信模块101发送给可编程器件20。
可编程器件20，包括第二无线通信模块(图未示)，所述第二无线通信模块用于与所述第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息。
外接通信接口30，与可编程器件20连接，以及用于有线连接上位机10。
其中，可编程器件20用于通过第二无线通信模块及/或外接通信接口30获取上位机10发送的数据信息。
其中，可编程器件20可以通过无线通信的方式接收到上位机10发送的编程信息，根据编程信息完成编程后，可编程器件20还可以通过第二无线通信模块的无线通信方式和/或外接通信接口的有线通信方式和上位机10进行数据通信，接收上位机10发送的数据信息。
可选地，如图2或图3所示，可编程器件20包括第二无线通信模块201、存储器202和查找表单元203，存储器202通过下载线接口与第二无线通信模块201连接，查找表单元203通过通信总线接口与第二无线通信模块201连接，第二无线通信模块201还用于与第一无线通信模块101建立无线通信连接。
其中，可编程器件20包括但不限于现场可编程逻辑门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)芯片，可编程器件20为半定制电路，可以通过外部的上位机10实现对FPGA进行重新编程，以使可编程器件20可以灵活地适应用户的需求。
存储器202可以包括但不限于随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM,Electrically Erasable Programmable read onlymemory)或Flash存储器。
查找表单元(LUT,Look-Up-Table)为可编程器件20中最小单元的组成结构，可以实现组合逻辑，一个可编程器件中包括多个LUT。
外接通信接口30，与可编程器件20的存储器202连接，用于使可编程器件和上位机10实现有线连接。
其中，在上位机10获取到编程信息时，通过所述无线通信连接或者外接通信接口30将所述编程信息发送至可编程器件20并将所述编程信息保存在存储器202中，以便查找表单元203从存储器202中获取所述编程信息完成芯片编程，以及在完成编程之后上位机10通过第二无线通信模块201与可编程器件20进行数据通信。
在对可编程器件20进行重新编程时，用户可以将编程信息发送到上位机10，或者在上位机10上生成编程信息，上位机10在获取到编程信息时，将编程信息发送给可编程器件20，可以通过第一无线通信模块101将编程信息发送至可编程器件20，还可以通过外接通信接口30将编程信息发送至可编程器件20，可编程器件20在接收到编程信息时，将编程信息保存在存储器202中，查找表单元203可以从存储器202中获取编程信息来对自身进行编程，最终完成对可编程器件20的重新编程。
查找表单元203通过所述通信总线接口与第二无线通信模块201连接，以使在完成对FGPA芯片的重新编程后，第二无线通信模块201还可以作为一个无线数据传输通道，外部的终端设备可以与可编程器件20进行无线通信连接，如此可以进一步增加可编程器件20的使用灵活性。所述外部的终端设备可以包括上位机10，还可以包括其他电子设备，例如智能手机、平板电脑和计算机等设备。
可选地，第二无线通信模块201包括无线通信芯片，所述无线通信芯片可以是短距离通信芯片，所述无线通信芯片可以是与可编程器件20合封或者集成在可编程器件20中。
图2为无线通信芯片集成在可编程器件中时的结构示意图，图3为无线通信芯片与可编程器件合封时的结构示意图。
其中，合封是将无线通信芯片和可编程器件20作为两个芯片，无线通信芯片设置在可编程器件20的外部进行固定，并建立电性连接。集成在可编程器件20中，可以是将无线通信芯片集成在可编程器件20的内部。
可选地，若所述无线通信芯片与可编程器件20合封，所述无线通信芯片的通信接口对应的管脚与可编程器件20的下载线接口对应的管脚电性连接。
可选地，下载线接口包括但不限于Jtag(Joint Test Action Group，联合测试工作组)接口，Jtag接口为可编程器件20中进行内部连接的接口，如果无线通信芯片与可编程器件20进行合封，则可以将无线通信芯片的通信接口对应的管脚与所述Jtag接口对应的管脚电性连接，实现了无线通信芯片和可编程器件20的合封。
图4为无线通信芯片与可编程器件合封时电路结构示意图，所述无线通信芯片为BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)芯片，外接通信接口30为USB模块，如图4所示，BLE芯片和USB接口共用下载线接口，USB模块内置有用于实现USB数据和Jtag数据转换的数据转换芯片U1，USB模块通过数据转换芯片U1和可编程器件连接，数据转换芯片U1分别通过第一电阻R1和第二电阻R2与可编程器件的下载线接口对应的管脚Jtag1和Jtag2连接，BLE芯片的通信接口对应的管脚与可编程器件的下载线接口对应的管脚Jtag1和Jtag2连接。
图5为无线通信芯片与可编程器件合封时的结构示意图，可选地，如图4所示，无线通信芯片2010固定设置在可编程器件20上，且靠近可编程器件20的下载线接口对应的管脚侧21。
其中，所述无线通信芯片可以是通过粘胶固定设置在可编程器件上，可选地，还可以在无线通信芯片和可编程器件设置外壳，可以通过注塑的方式生成该外壳，使无线通信芯片和可编程器件可以合成一体。
将所述无线通信芯片和可编程器件20进行合封，可以在原本没有设置无线通信芯片的可编程器件20上直接进行改进，如此可以无需替换可编程器件20就能使可编程器件20的灵活性提高，可以节省成本。
可选地，第二无线通信模块201包括但不限于：蓝牙模块、Zigbee模块或者433m无线模块。其中，所述蓝牙模块可以包括但不限于BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)芯片。Zigbee模块(ZigBee Modules)是一种低数据速率和低功耗，同时又具有安全性和可靠性的通信模块。433m无线模块是一种通信频率在433.05MHz-434.79MHz的高频射频通信模块，具有接收灵敏度高以及绕射性能好的优点。
可选地，所述通信总线接口包括但不限于串行通信总线接口或并行通信总线接口，示例性地，可以包括但不限于SPI接口或UART接口；外接通信接口30包括但不限于USB接口，I2C接口或UART接口。
其中，SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)接口是一种同步串行外设接口，可以应用在芯片内部以使外围模块与核心模块之间以串行方式进行通信以交换信息。UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，异步收发传输器)接口是一种通用串行数据总线，可以实现双向通信。
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口是一种标准的数据通信方式，具有供电简单、安装配置便捷、扩展端口简易、传输方式多样化以及兼容性良好等等优点。I2C(Inter Integrated Circuit，集成电路总线)接口是一种串行通信总线，在两个设备之间可以实现数据传输。
本申请实施例公开了一种编程系统，包括上位机、可编程器件和外接通信接口。上位机，包括第一无线通信模块；可编程器件，包括第二无线通信模块，用于与所述第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；外接通信接口，与所述可编程器件连接，用于有线连接上位机。所述编程系统可以使上位机通过无线连接的方式对可编程器件进行重新编程，进而提高可编程器件编程的灵活性，可编程器件还可以通过无线通信连接和/或外接通信接口的有线通信连接与外部的终端设备进行连接，可以进一步方便可编程器件的使用。
本申请实施例还提供一种可编程器件，包括：第二无线通信模块。第二无线通信模块用于与上位机的第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；
所述可编程器件还用于通过第二无线通信模块及/或所述外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
其中，可编程器件可以通过无线通信的方式接收到上位机发送的编程信息，根据编程信息完成编程后，可编程器件还可以通过第二无线通信模块的无线通信方式和/或外接通信接口的有线通信方式和上位机进行数据通信，接收上位机发送的数据信息。
可选地，所述可编程器件，包括：第二无线通信模块201存储器202和查找表单元203，存储器202通过下载线接口与第二无线通信模块201连接，查找表单元203通过通信总线接口与第二无线通信模块201连接，第二无线通信模块201还用于与上位机10建立无线通信连接，可编程器件20的存储器202还与外接通信接口30连接，外接通信接口30用于连接上位机10；
其中，可编程器件20能够通过所述无线通信连接或者外接通信接口30接收上位机10获取到编程信息，并将所述编程信息保存在存储器202中，以便查找表单元203从存储器202中获取所述编程信息完成芯片编程，以及在完成编程之后可编程器件20通过第二无线通信模块201与上位机10进行数据通信。
具体实施方式可以参考上文的相关描述，在此不再赘述。
可选地，第二无线通信模块201包括无线通信芯片，无线通信芯片与可编程器件20合封或者集成在可编程器件20中。
可选地，若无线通信芯片与可编程器件20合封，所述无线通信芯片的通信接口对应的管脚与可编程器件20的下载线接口对应的管脚电性连接。
可选地，所述无线通信芯片固定设置在可编程器件20上，且靠近可编程器件20的下载线接口对应的管脚侧。
可选地，第二无线通信模块201包括但不限于：蓝牙模块、Zigbee模块或者433m无线模块。
可选地，所述通信总线接口可以是串行通信总线接口或并行通信总线接口，示例性地，可以包括但不限于：SPI接口或UART接口；外接通信接口30包括但不限于：USB接口，I2C接口或UART接口。
具体实施方式可以参考上文的相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种可编程器件，所述可编程器件包括：第二无线通信模块。第二无线通信模块用于与上位机的第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；所述可编程器件还用于通过第二无线通信模块及/或所述外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。通过上述可编程器件可以使上位机通过无线连接的方式对可编程器件进行重新编程，进而提高可编程器件编程的灵活性，可编程器件还可以通过无线通信连接和/或外接通信接口的有线通信连接与外部的终端设备进行连接，可以进一步方便可编程器件的使用。
图6为本申请实施例提供的一种编程方法的示意流程图，本申请实施例还提供一种编程方法，应用于本申请实施例提供的编程系统，用于对上述任意实施例所述的一种可编程器件进行重新编程，
如图6所述，所述编程方法包括如下步骤：
步骤S101、上位机获取用户编辑的编程信息，所述编程信息用于对可编程器件进行重新编程；
步骤S102、所述上位机通过无线通信将所述编程信息发送至所述可编程器件；
步骤S103、所述可编程器件通过无线通信接收所述编程信息并将所述编程信息保存在存储器中；
步骤S104、查找表单元从所述存储器中获取所述编程信息完成芯片编程；以及可编程器件在完成编程之后通过第二无线通信模块及/或外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
部分技术特征的具体实施方式可以参考上文的相关描述，在此不再赘述。
其中，用户可以根据预设的逻辑算法编辑生成对应的编程信息，可以是在上位机上直接进行编辑生成对应的编程信息，也可以是在外部的终端设备上编辑生成对应的编程信息，并发送给上位机。终端设备可以是智能手机、平板电脑和计算机等设备。
其中，预设的逻辑算法可以是用户所需要可编程器件实现的预设功能，对应生成的编程信息可以对可编程器件进行重新编程，使可编程器件可以实现该预设功能；示例性地，该预设功能可以是可编程器件接收到输入数据，并根据预设的逻辑算法根据输入数据生成输出数据，并将输出数据进行返回，以此完成预设功能。
其中，所述无线通信可以是上位机的第一无线通信模块和可编程器件的第二无线通信模块连接建立的无线通信链路；所述有线通信可以是可编程器件通过外接通信接口和上位机连接所建立的有线通信链路。
可编程器件可以通过无线通信接收到编程信息，如此用户可以随时随地通过将编程信息发送给可编程器件，不再受限于可编程器件上预留连接口的局限和操作不便。同时可编程器件又可以通过有线通信接收到编程信息，用户仍可以选择传统的方式将编程信息发送给可编程器件，可以提高可编程器件的灵活性和便利性。
另外，在完成编程之后，可编程器件可以通过外接通信接口的有线通信连接方式与上位机进行数据通信，可编程器件还可以通过所述第二无线通信模块与所述上位机进行数据通信，又可以为可编程器件提供无线数据传输的功能。
本申请实施例提供的一种编程方法，包括：上位机获取用户编辑的编程信息，所述编程信息用于对可编程器件进行重新编程；所述上位机通过无线通信或有线通信将所述编程信息发送至所述可编程器件；所述可编程器件通过无线通信或有线通信接收所述编程信息并将所述编程信息保存在所述存储器中；所述查找表单元从所述存储器中获取所述编程信息完成芯片编程；以及可编程器件在完成编程之后通过第二无线通信模块及/或外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。通过所述编程方法可以使上位机通过无线连接的方式对FPGA进行重新编程，进而提高可编程器件编程的灵活性，可编程器件还可以通过无线通信连接与外部的终端设备进行连接，可以进一步方便可编程器件的使用。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种编程系统，其特征在于，所述编程系统包括：
上位机，包括第一无线通信模块；
可编程器件，包括第二无线通信模块，用于与所述第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；
外接通信接口，与所述可编程器件连接，用于有线连接上位机；
其中，所述可编程器件用于通过所述第二无线通信模块及/或所述外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
2.根据权利要求1所述的编程系统，其特征在于，所述外接通信接口还用于获取所述上位机发送的编程信息，并将所述编程信息发送至可编程器件。
3.根据权利要求2所述的编程系统，其特征在于，所述可编程器件还包括存储器和查找表单元，所述存储器通过下载线接口与所述第二无线通信模块连接，所述查找表单元通过通信总线接口与所述第二无线通信模块连接；
外接通信接口，与所述可编程器件的存储器连接；
其中，在所述上位机获取到编程信息时，通过所述第一无线通信模块或者所述外接通信接口将所述编程信息发送至所述可编程器件并将所述编程信息保存在所述存储器中，以便所述查找表单元从所述存储器中获取所述编程信息完成芯片编程。
4.根据权利要求1所述的编程系统，其特征在于，所述第二无线通信模块包括无线通信芯片，所述无线通信芯片与所述可编程器件合封或者集成在所述可编程器件中。
5.根据权利要求4所述的编程系统，其特征在于，若所述无线通信芯片与所述可编程器件合封，所述无线通信芯片的通信接口对应的管脚与所述可编程器件的下载线接口对应的管脚电性连接。
6.根据权利要求5所述的编程系统，其特征在于，所述无线通信芯片固定设置在所述可编程器件上，且靠近所述可编程器件的下载线接口对应的管脚侧。
7.根据权利要求1至6任一项所述的编程系统，其特征在于，所述第二无线通信模块包括：蓝牙模块、Zigbee模块或者433m无线模块。
8.根据权利要求3所述的编程系统，其特征在于，所述通信总线接口包括：SPI接口或UART接口；
所述外接通信接口包括：USB接口，I2C接口或UART接口。
9.一种可编程器件，其特征在于，所述可编程器件包括：第二无线通信模块，用于与上位机的第一无线通信模块建立通信连接，并获取所述第一无线通信模块发送的编程信息；
所述可编程器件还用于通过第二无线通信模块及/或外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
10.根据权利要求9所述的可编程器件，其特征在于，所述可编程器件还用于接收外接通信接口发送来的编程信息，所述编程信息为所述外接通信接口从上位机获取。
11.根据权利要求10所述的可编程器件，其特征在于，所述可编程器件还包括存储器和查找表单元，所述存储器通过下载线接口与所述第二无线通信模块连接，所述查找表单元通过通信总线接口与所述第二无线通信模块连接，所述可编程器件的存储器与所述外接通信接口连接；
其中，所述可编程器件能够通过所述第一无线通信模块或者所述外接通信接口从所述上位机获取编程信息，并将所述编程信息保存在所述存储器中，以便所述查找表单元从所述存储器中获取所述编程信息完成芯片编程。
12.根据权利要求9所述的可编程器件，其特征在于，所述第二无线通信模块包括无线通信芯片，所述无线通信芯片与所述可编程器件合封或者集成在所述可编程器件中。
13.根据权利要求12所述的可编程器件，其特征在于，若所述无线通信芯片与所述可编程器件合封，所述无线通信芯片的通信接口对应的管脚与所述可编程器件的下载线接口对应的管脚电性连接。
14.根据权利要求13所述的可编程器件，其特征在于，所述无线通信芯片固定设置在所述可编程器件上，且靠近所述可编程器件的下载线接口对应的管脚侧。
15.根据权利要求9至14任一项所述的可编程器件，其特征在于，所述第二无线通信模块包括：蓝牙模块、Zigbee模块或者433m无线模块。
16.根据权利要求11所述的可编程器件，其特征在于，所述通信总线接口包括：SPI接口或UART接口，所述外接通信接口包括：USB接口，I2C接口或UART接口。
17.一种编程方法，用于对如权利要求9-16任意一种可编程器件进行重新编程，其特征在于，所述方法包括：
上位机获取用户编辑的编程信息，所述编程信息用于对可编程器件进行重新编程；
所述上位机通过无线通信将所述编程信息发送至所述可编程器件；
所述可编程器件通过无线通信接收所述编程信息并将所述编程信息保存在存储器中；
查找表单元从所述存储器中获取所述编程信息完成芯片编程；以及
可编程器件在完成编程之后通过第二无线通信模块及/或外接通信接口获取所述上位机发送的数据信息。
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|---|---|---|---|---|
| KR20040043403A (ko) * | 2002-11-18 | 2004-05-24 | 삼성전자주식회사 | 원격 프로그래밍이 가능한 피엘디 보드 및 그 원격프로그래밍방법 |
| CN103209431A (zh) * | 2012-01-11 | 2013-07-17 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 无线多信道数据收发器 |
| CN107967235A (zh) * | 2016-10-20 | 2018-04-27 | 上海复旦微电子集团股份有限公司 | 一种无线可编程系统 |
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| CN210691295U (zh) * | 2019-11-12 | 2020-06-05 | 国民技术股份有限公司 | 可编程器件及其编程系统 |
-
2019
- 2019-11-12 CN CN201911102319.4A patent/CN112860272A/zh active Pending
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